El fracaso de la semana: cómo no construir su propia estación base DGPS

El GPS es la respuesta moderna a la antigua pregunta sobre el lugar de uno en el mundo, pero tiene sus límites. Depende del tiempo de vuelo de las señales de radio emitidas por satélites veinte mil kilómetros por encima de ti. Como cualquier sistema con grandes distancias y altas velocidades, esto inevitablemente ofrece algunos desafíos para las mediciones precisas que resultan en un límite para la precisión alcanzable. En otras palabras: el hecho de que las ubicaciones GPS se utilicen para desactivar unos pocos metros tiene sus raíces en el principio de funcionamiento subyacente.

El nivel de precisión actual era casi inalcanzable hace solo décadas, y obtenemos esa precisión con un dispositivo portátil en solo segundos. ¡Increíble! Sin embargo, las publicaciones de destino continúan moviéndose y la gente está trabajando para eliminar el error restante. La solución se llama GPS diferencial o "DGPS" y su concepto parece sorprendentemente simple.

Es fascinante que puede usar un GPS para medir con precisión el error de otro GPS. Esto se debe a que se sabe que el error inherente de la reparación del GPS es localmente constante. Dos receptores uno al lado del otro captan señales que se han visto igualmente afectadas y, por lo tanto, se puede esperar que calculen idénticas posiciones incorrectas. Esto se aplica a distancias de hasta unos pocos kilómetros entre receptores individuales. Entonces, para eliminar el error, solo necesita un receptor GPS en una ubicación conocida para medir la desviación actual y la forma de transmitir la información correcta a otras unidades. DGPS hace precisamente eso, utilizando radio terrestre en algunas regiones y satélites en otras. También existen soluciones móviles.

Entonces, raspar con un dongle GPS USB en una ubicación conocida debería funcionar como una estación DGPS sobre IP, ¿verdad? Teóricamente sí. Prácticamente ... fracasar.

Configurar la estación base

Así es una estación DGPS hecha en casa

El hardware para un sistema DGPS completo es bastante mínimo y bastante asequible. Muchas de las cosas necesarias probablemente ya las tengas contigo.

Una estación base no es más que una computadora conectada a Internet y un módulo GPS. En este caso utilizo Raspberry Pi desde la partición. Conecté un dongle receptor GPS USB con una extensión USB de cinco metros. Lo importante es instalarlo en un lugar familiar, una tarea que puedes contratar, pero es más divertido rodar la tuya propia y llegaré a eso en un minuto.

Para el hardware receptor, tenía la intención de proporcionar una posición inicial correcta para los teléfonos inteligentes como parte de un proyecto de realidad aumentada. No llegué allí del todo, así que reemplacé la aplicación de Android con un libro electrónico y un GPS de mano.

Los primeros pasos fueron encontrar un lugar adecuado para la estación receptora y soportar todo. La cabaña de asados ​​en mi patio trasero proporcionó refugio para el rallador e incluso energía. El dongle del GPS se cerró con cremallera a bambú y se cubrió con una bolsa de plástico. El cable demasiado largo tenía mucha relajación, por lo que la lluvia que fluía a lo largo de él goteaba antes de que llegara a la computadora.

El lado del software

Instalar y leer la salida del dongle es muy sencillo en Linux. La interfaz es serial a través de USB y el protocolo es el texto estándar NMEA 0183. Para ejecutar esto, solo me requirió deshabilitar eoado para el puerto en cuestión y luego leer todo lo que se derramó del dongle. NMEA 0183 es ​​un estándar bien documentado y bastante legible por humanos. Para facilitar las cosas, las bibliotecas de Python manejan NMEA y los datos geoespaciales existen y funcionan muy bien.

Como se mencionó, conocer la ubicación exacta de su estación base es clave para este proyecto. Hay varias formas de conseguirlo. Puede contratar a un topógrafo para medir con precisión la ubicación de su antena u obtener un mapa bastante preciso de su sitio. También puede usar la fuerza bruta: suponiendo que el error de GPS se distribuya uniformemente a lo largo del tiempo, solo con registrar suficientes posiciones y promediarlas debería resultar en la ubicación correcta. Así que comencé a escribir las correcciones de GPS en un archivo y dejé que la instalación permaneciera durante cuatro días. Esto me dio más de 70,000 correcciones que se entregaron a un script de Python para limpiar y promediar. La verificación cruzada con OpenStreetMap puso el resultado justo en mi patio trasero y sobre el nivel del mar, así que estaba seguro.

Todo lo que quedaba era crear un script que escuchaba continuamente el GPS y restaba la posición conocida para obtener el error actual y un segundo para transmitir la información al sitio. Una vez más, Python hace que esto sea más fácil y ahora tengo lo que podría llamar una baliza errónea.

Hardware y software del cliente

Ambos receptores GPS utilizados. Tenga en cuenta el cable USB casero para la computadora de mano. Ignora las manchas en la mesa.

La plataforma de destino originalmente destinada al cliente era Android. Este no es un entorno que yo conozca, y después de leer la documentación sobre los servicios locales de Android, retrasé la aplicación y en su lugar decidí construir una plataforma de prueba primero. Usé un libro electrónico y un GPS de mano para el que creé un cable USB hace muchos años.

El software no hizo más que tomar la corrección calculada desde la estación base a través de HTTP y luego restarla de las correcciones proporcionadas por el GPS. Para evaluar el rendimiento de esta solución, se colocó la máquina del cliente en mi jardín trasero y se configuró para registrar las correcciones corregidas durante algún tiempo. Si mi implementación funcionó, las posiciones registradas deben ser estacionarias e indicar con precisión la ubicación de mi silla de jardín.

¿Por qué falló esto?

Detalle del conector que creé para Garmin en tiempo de pre-impresora 3D. No se muestra: las toneladas de pegamento caliente que sujetan un cable y clavijas en su lugar.

Esta es una "falla de la semana", por lo que estoy seguro de que ya ha adivinado que mis datos locales de esta prueba no eran completamente confiables. ¡Las posiciones mostraron la misma cantidad de propagación que los datos sin procesar que usé antes para ubicar la estación base!

Algo claramente no funcionó como se esperaba. Revisé mi código en busca de errores, luego probé algunas modificaciones aleatorias, con la esperanza de realizar la corrección al azar y finalmente me detuve para hacer lo que debería ser el primer paso de este proyecto: probar mis suposiciones sobre el principio funcional de DGPS.

Para lograr esto, se midió la posición de la hora utilizando tanto el dispositivo GPS como el portátil, mientras que ambos receptores se colocaron inmediatamente uno al lado del otro. NMEA proporciona una marca de tiempo para cada solución, por lo que fue fácil correlacionar las medidas de los dos dispositivos. Y resultó que, incluso si el error de GPS es localmente constante, la forma en que afecta a los receptores individuales puede ser diferente.

¿Cuál es el camino al éxito?

Las posiciones registradas por ambos dispositivos durante una hora. La línea conecta dos mediciones simultáneas, el número muestra la distancia en metros.

Se podría decir que siempre debería probar sus suposiciones básicas. "Nunca asumas nada" es un mantra que se repite con frecuencia en todos los gustos de desarrollo. Pero a veces esto no es factible y, a menudo, las suposiciones no son visibles por el sentido común.

Por ejemplo, cuando construye un robot submarino independiente, ¿realmente desea probar el contenido de humedad del agua, la flotabilidad del plomo y los efectos de la humedad en los dispositivos electrónicos antes de comenzar? El idioma alemán da la expresión 'gefühltes Wissen' - conocimiento percibido - para tales situaciones. El conocimiento percibido es a veces peligroso pero a menudo difícil de evitar y siempre difícil de identificar.

Hasta ahora, este proyecto me ha permitido familiarizarme con las complejidades del GPS, quemar seriamente mi bash fu y finalmente construir mi primera cosa conectada a Internet. No funciona como se esperaba y ahí es donde quiero aprovechar el poder de la sección de comentarios de La-Tecnologia. ¿Crees que funcionan los conceptos básicos de este sistema DGPS? ¿Cómo se recupera un sistema simple y económico como este y, en última instancia, logra una mayor precisión que un solo receptor GPS disponible comercialmente?

Espero que juntos podamos convertir este artículo sobre fallas en el aprendizaje en uno titulado: "Cómo construir su propia estación base DGPS".

Notas adicionales:

  • DGPS sobre IP fue llevado a cabo con éxito por un equipo de investigadores italianos para posicionar robots autónomos con precisión decimétrica en terreno montañoso. No copié su enfoque porque de alguna manera no puedo encontrar su trabajo de nuevo.
  • El DGPS local se usa en agricultura y sospecho fuertemente que estos dispositivos usan WiFi o Bluetooth como capa de comunicación, ya que es fácil de usar y le ahorra muchos dolores de cabeza en términos de los aspectos legales de la radio.
  • Recuperar su lugar correcto con un software diseñado para proporcionar precisamente eso es un trabajo importante. Además, mis guiones no fueron escritos para realizar un examen público, así que los guardaré para mí por ahora.
    • xhantu dice:

      Para que esto funcione, su estación base y su estación móvil deben usar exactamente los mismos satélites; de lo contrario, el error no es el mismo. Si observa su animación, casi puede ver el movimiento de los satélites y la deriva del error resultante y el tiempo indica un cambio a otros satélites.

      • METRO dice:

        Me pregunto qué tan simple suena esto. Me interesaría mucho saber si este es realmente el problema.

        • Nocturno dice:

          El error introducido por cada satélite es diferente, por lo que el error general es diferente para diferentes receptores que utilizan diferentes satélites. Esta es la desventaja que encuentran la mayoría de los sistemas DGPS de bricolaje.

    • Greg A. dice:

      Esperaría que el error relativo a cada satélite sea localmente constante, pero ¿cambiará el error en los datos de resultado combinados debido a que los diferentes receptores ven diferentes subconjuntos de la constelación? solo significa que necesita trabajar en un nivel inferior.

      • Leithoa dice:

        Sin un recuento de comunicaciones por satélite activas, será difícil disparar con fuerza. Las unidades baratas pueden ser terribles en la recepción, además del ruido de sus propios proyectos.
        Es posible que se necesiten varias unidades en la estación base y celular para obtener números utilizables.

        • Ren dice:

          Tan ...
          (Escribiendo aquí por ignorancia) ¿Los datos de NEMA enumeran los satélites?
          Si es así, ¿quizás filtrar los datos de algún satélite que no aparezca en ambos registros antes de calcular una posición?

          • Christian Trapp dice:

            Proporciona información sobre qué satélites se utilizaron y también sobre la fuerza de cada señal. El problema es que esto sucede después de que la solución ya se ha calculado, por lo que la contribución de los satélites individuales no es perceptible.

            • RandyKC dice:

              Entonces, después de que la unidad GPS decide “bastante bien”, ¿deja de intentar una solución de todos los satélites?
              ¿Pedir una nueva reparación y usarla sería mejor que investigar los satélites existentes?

          • Leithoa dice:

            Eso es lo que pensé. Puede descargar aplicaciones para su teléfono que muestran cuántos satélites GPS puede ver su teléfono a la vez.
            Tal vez esté comparando las reparaciones de 4 satélites con las de 9. Puede valer la pena ignorar las reparaciones con menos satélites o con más de un cierto número. Eso no lo hará esencialmente más preciso (en teoría, 4 satélites proporcionarán una solución tan buena como 9), pero al menos debería hacerlo más coherente.

        • Evaprototipo dice:

          La ruta múltiple puede ser otro gran problema con algunas antenas que se usan en unidades gps, ya que generalmente se usan desde diferentes orientaciones, pero las tuyas estarán estacionarias, por lo que haría una mejor antena. No probé el dibujo de abajo, pero fue el primer bricolaje que encontré en 1 minuto y vi mejores diseños en algunos sitios web de radioaficionados.

          Antena GPS Chokranda utilizada en Trimble y antenas estacionarias.
          http://www.mauve.gr/var/DIY_Choke_Ring_GPS_Antenna.htm

      • TGT dice:

        ¿Por qué cree que el error será en la misma dirección para ambos receptores?

    • carlhage3 dice:

      DGPS no cambia la coordenada lat-lon, cambia la señal horaria de cada satélite. Los dongles de GPS simples tienen un chip que lee las señales del satélite, luego usa el firmware para calcular la posición y la envía usando NMEA ASCII. Necesita usar un dongle GPS que admita el modo sin procesar (solo unos pocos lo hacen), luego use un programa externo como RTKLIB para calcular la posición con ajustes DGPS en cada canal.

      • Christian Trapp dice:

        ¡Hey gracias!
        Ya tenía la intuición de que tendría que diseccionar los canales individuales y su contribución al error resultante. Hasta ahora temía tener que modificar una implementación de GPS SDR existente o crear una propia para obtenerlas, así que esta es una buena noticia 🙂

        • Jason Hirsch dice:

          Esto suena bien. Cuando hicimos dgps para antena, teníamos enormes archivos y programas sin procesar que coincidirían con qué satélites. Fue un dolor y tomó horas igualar y corregir.

          Logramos una precisión de centímetros para las fotos.

      • RandyKC dice:

        ¡No es barato!

        https://wiki.openstreetmap.org/wiki/RTKLIB-compatible_GPS_devices

        • x3n0x dice:

          RTK integra datos de estilo IMU con GPS en un algoritmo de fusión. ¡RTK y DGPS no son necesariamente lo mismo!

          • Sweeney dice:

            Creo que necesita leer en RTKLIB, no usa más que los datos satelitales sin procesar, no además transmisiones de tipo IMU. Alcanza precisión midiendo las diferencias de fase además de las señales de tiempo, pero requiere un receptor GPS que brinde información adicional que no forma parte de las frases NMEA estándar.

          • imroy264 dice:

            RTK es una especie de DGPS. No solo corrige el retardo ionosférico variable (lo que hizo el DGPS original), sino que también utiliza la fase de las señales recibidas para proporcionar una mayor precisión.

        • Ostraco dice:

          Algunos en el mercado de segunda mano podrían ser baratos. También apuesto a que la lista está bastante incompleta, por razones obvias.

      • x3n0x dice:

        carlhage3 ladra el árbol correcto: el error en las mediciones del GPS es más un resultado de la incertidumbre del tiempo. Corregir la incertidumbre del tiempo es clave para mejorar la precisión. La precisión del tiempo es una de las principales razones por las que el sistema militar cifrado es más preciso; Se puede derivar una sincronización más precisa a partir de la señal. Hay módulos de GPS que pueden adherirse a la fase de la señal encriptada y hacer correcciones de tiempo para obtener una mayor precisión. Estos módulos pueden obtener una precisión inferior a la del medidor en buenas condiciones. Sin embargo, generalmente requiere dos receptores: uno estacionario para medir el error de hora local y la otra unidad que consume las mediciones de error, de alguna manera como un sistema DGPS local. Los módulos de la serie NEO-P son un ejemplo de un módulo diseñado para funcionar en este tipo de configuración. Sin embargo, no son baratos en términos de módulos, ¡más de $ 100 por unidad!

        • cbjamo dice:

          Hay buenas noticias en el frente modular. U-blox ahora vende el NEO-M8T, tienen $ 80 en singles digikey y descuentos abruptos de hasta $ 35 @ 100. ~ $ 150 por un sistema completo en una cantidad es mucho mejor que cuando comencé a trabajar con esta tecnología. antes de solo unos años.

          • Dave dice:

            El Neo-6m se puede configurar para emitir en modo crudo. Cuesta 3,50 dólares en AliExpress.

            • cbjamo dice:

              Ambos darán correcciones atmosféricas, lo que le da ~ 3 m. La mayoría de las veces, pero no siempre, cuando la gente dice DGPS, se refiere a correcciones atmosféricas. Otras veces se refieren a llevar un diferencial de fase.

              Hacer un diferencial de fase de rodamiento requiere un reloj local de alta precisión, el m6 usa solo cristal, mientras que el m8 usa TCXO. No estoy seguro del impacto que esto tiene en el mundo real, pero sospecho que será significativo. ¿Sabes si alguien intentó hacer una fase de acarreo con los 6m?

            • makomk dice:

              Los baratos "NEO-6M" en Aliexpress a menudo no están basados ​​en NEO-6M. El que recibí fue en realidad un ublox de 5 chips (la generación anterior al 6M) que se puede producir para generar un modo sin procesar, pero no con un soporte tan amplio. No hay garantía de que lo que recibirá sea el mismo.

      • Andy Dodd dice:

        Si. Cuando vi "NMEA", supe exactamente por qué había fallado.

        rtklib es casi la mejor opción para DGPS, es un enfoque bien documentado, pero requiere un hardware receptor específico.

    • makomk dice:

      Ja. Intenté más o menos hacer esto de la manera adecuada, utilizando medidas de pseudodistancia sin procesar de mi receptor GPS y procesándolas posteriormente con una estación base pública local. Sin embargo, mis resultados no fueron realmente mejores. Me pregunto si esto es difícil de hacer correctamente.

      • Leithoa dice:

        Hay una razón por la que las unidades de negocio son miles de dólares.

        • disgustado dice:

          Navspark vende módulos GPS sin procesar por $ 50. Todavía necesita un administrador que ejecute rtklib, pero ciertamente menos de miles de dólares de costo total.

    • Palmadita dice:

      Entonces ... ¿por qué crees que esto no funciona?

      Quiero decir, a excepción de la breve ráfaga de diferencias de más de 100 m, si observa las posiciones 2D, normalmente están separadas por unos ~ 20-50 m, aunque la posición absoluta se desplaza sobre un área mucho más grande. Creo que sería más obvio si también tomara un promedio a más largo plazo para una de las dos posiciones.

      Para hacerlo bien, realmente necesitas los pseudo-trucos en bruto y luego quieres descubrir cuál es la mejor manera de filtrarlos, pero no veo por solo esa trama que sea completamente loco.

      • Christian Trapp dice:

        Mi teoría funcional es que los dos receptores utilizaron satélites diferentes para sus correcciones. Las antenas integradas pueden no ser tan buenas, aunque ha sucedido mucho en esta industria desde que apareció Garmin hace 15 años. Así que supongo que el dongle capturó satélites que el receptor más antiguo no obtuvo. El entorno urbano tampoco ayuda aquí.

        • Comentario aleatorio dice:

          Creo que es una buena forma de probar esto; obtenga un diseño idéntico a su estación base y pruébelo con eso. Si está utilizando hardware equivalente, esperaría que se comporten de manera similar a cualquier configuración dada de la constelación gps. Si obtiene un mejor resultado allí, entonces sabe con certeza (bueno, no estoy seguro ... pero ciertamente con más confianza) que la elección del satélite está causando el problema.

      • TheRegnirps. dice:

        El GPS es más complicado de lo que crees. Cada receptor recibe datos de efemérides (descripción de la órbita y cómo saber exactamente dónde está el satélite) y datos de tiempo de cada satélite y construye los coeficientes de un gran filtro de Kalman, que utiliza estimaciones erróneas y estadísticas pasadas para predecir nuevas lecturas. Es realmente complicado e incrustado en el silicio hoy en día. El receptor y la antena no son muy diferentes porque o obtienes los datos o no los obtienes. Nunca obtienes datos “malos”. Siempre pareció razonable que juntar dos de ellos y sincronizar uno te diera una posición diferente a unos pocos centímetros. Con su base enviando un error basado en las lecturas, contra un promedio que indica su posición “verdadera”, debería ser casi perfecto. Pero no funciona de esa manera. El que “sincronizaste” tiene un pasado diferente y un conjunto diferente de coeficientes para predecir el error y otros problemas más allá de mí.

        Hay documentos en Internet que brindan todos los detalles complicados, y creo que comenzar con algunos receptores GPS SDR y construir desde allí es un gran problema, y ​​a muchos de nosotros nos gustaría abordarlos.

    • fabricante de acero dice:

      Es posible que desee intentar utilizar dos receptores idénticos. Diferentes receptores hacen: matemáticas y procesamiento de la señal En maneras diferentes. Para lograr resultados realmente buenos, puede ser necesario (ahora no recuerdo los detalles) calcular e inyectar la información errónea mucho antes que NMEA. Los receptores regulares no permiten tal operación. Puede ser posible con suficientes receptores SDR.

      • fabricante de acero dice:

        * SDR bastante potente

        • Christian Trapp dice:

          Busqué en el GPS a través de SDR y lo encontré posible, pero requiere un equipo especial y una comprensión mucho mejor del procesamiento de señales de lo que puedo imaginar ahora.

          • Luke Weston dice:

            ¿Quién necesita SDR? Simplemente construya su propio receptor GPS / GLONASS desde cero. http://lea.hamradio.si/~s53mv/navsats/analog.html

            • Ken N dice:

              ... santo. La luz, el brillo ... ¡arde!

    • Chris Muncy dice:

      ¿Ha considerado utilizar un módulo GPS habilitado para s-WAAS? Si es lo suficientemente bueno para que lo utilicen los aviones ... https://en.wikipedia.org/wiki/Wide_Area_Augmentation_System

      • Ostraco dice:

        También usando algo más que el GPS estadounidense.

      • Christian Trapp dice:

        La capacidad WAAS es bastante común para los receptores, la mano que usé ciertamente la tiene, y IIRC también el dongle. Desafortunadamente, WAAS se limita a América del Norte y el sistema europeo que sería importante para mí no cuenta con un apoyo tan amplio. De hecho, ni siquiera sabía que EGNOS existía hace un minuto cuando verifiqué la cobertura WAAS.

      • 314R dice:

        También existe el sistema QZS, que cubre Japón y Australia. Pero no sé si funciona de la misma manera.

    • Pierre Béland dice:

      Sospecho que el edificio alto cercano te está creando problemas, con eos y menos señales para atrapar desde esta dirección. Intenta poner su base en más espacio libre.

      • Christian Trapp dice:

        🙂 Pero entonces estaría fuera del alcance de mi WiFi.
        En serio, creo que en la misma línea, la mala visibilidad, el bajo número de satélites y tal vez los dolores de cabeza en múltiples direcciones son mis principales sospechosos en esta falla.

    • TL dice:

      Usó la técnica incorrecta, debe usar WAAS (Sistema de aumento de área amplia) para hacer lo que quería. WAAS utiliza un conjunto adicional de señales de puntos duros en el suelo, y esto corrige y especifica la ubicación de las señales de los satélites. WAAS es un receptor adicional que envía texto nmea0183 a cualquier receptor GPS que pueda leerlo.

      • Chris Muncy dice:

        Ahora puede obtener módulos GPS con WAAS incorporado.

        • Christian Trapp dice:

          Tengo receptores con capacidad WAAS, al menos uno (sobre el dongle, no estoy seguro) pero también estoy fuera del área cubierta por WAAS, así que tuve que probar otra cosa.

          • teythtigos aleatorios dice:

            ¿Qué pasa con EGNOS o MSAS? Todos son efectivamente el mismo sistema y los receptores que WAAS tienen que hacer los tres.

    • Ren dice:

      SWAG solamente,
      ¿Existe alguna posibilidad de que los osciladores de las unidades interfieran entre sí en el aire?

    • Kartik C. Jangam dice:

      De todos modos, ¿alguna vez has oído hablar de NTRIP?
      https://eo.wikipedia.org/wiki/Networked_Transport_of_RTCM_via_Internet_Protocol
      https://igs.bkg.bund.de/ntrip/about

    • Ren dice:

      Sobre un tema similar / diferente,
      Recuerdo haber leído en algún lugar / alguna vez sobre las unidades de GPS estacionarias utilizadas en la investigación / predicción meteorológica, porque se producen pequeños retrasos (como en pequeños, no 60 segundos) en las señales recibidas por perturbaciones atmosféricas (áreas de alta presión, flujo de agua, vapor de agua).

      • Ostraco dice:

        https://www.space.com/4452-scientists-gps-signals-measure-earth-atmosphere.html

        https://pdfs.semanticscholar.org/ed76/b198f0d8aedf789f49e497e08e1461181712.pdf

        • Ren dice:

          Desde tu primer enlace:
          "En lo que es ampliamente aceptado como una misión de prueba de concepto para GPS-RO, la misión GPS / Meteorología de la Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica (UCAR) voló un receptor GPS en un microsatélite de 1995 a 1997".

          Estaba trabajando allí en ese momento, probablemente allí lo escuché por primera vez.
          B ^)

    • xMob dice:

      Me sorprende que nadie mencione la disponibilidad selectiva (https://en.wikipedia.org/wiki/Error_analysis_for_the_Global_Position_System#Selective_availability).

      DGPS fue concebido para derrotar a SA. Fue deshabilitado en 2000 (ish) pero DGPS todavía existe por las razones mencionadas en este artículo.

      Creo recordar que SA se desactivó durante la primera invasión del Golfo debido a la insuficiencia de receptores GPS "militares" disponibles para las fuerzas terrestres.

      • Ren dice:

        Pensé que DGPS existía en la década de 1980 ...

        • Almiar dice:

          Viejo dinosaurio aquí ...

          El GPS diferencial fue una extensión del proyecto Diferencial LORAN-C en 1986-1987. Tanto el GPS diferencial como el LORAN-C diferencial utilizaron receptores de grado topográfico y posprocesamiento para determinar la utilidad de la corrección diferencial.

          La disponibilidad selectiva NO interrumpe el GPS diferencial. Recomiendo mucho leer:

          https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_GPS

          ... la información de este artículo es bastante útil y precisa. Es hora de ver venir esa roca brillante.

      • Sweeney dice:

        SA fue cerrada por decreto presidencial durante el período de William Clinton en 2000. Los nuevos satélites GPS ni siquiera han adquirido la capacidad. Cada fluctuación en la posición depende de la precisión de los relojes de los satélites, además de los efectos atmosféricos.

        • Andy Dodd dice:

          El retraso ionosférico es uno de los principales contribuyentes aquí, y probablemente el 90% de los beneficios de los enfoques DGPS provienen de la corrección de iones.

          Esta es la razón por la que las unidades GPS militares también tienen dos frecuencias: el retraso ionosférico es aleatoriamente una función lineal de la frecuencia, por lo que al medir el tiempo delta entre las dos frecuencias puede determinar el retraso absoluto.

          En algún momento de los próximos años entrará en servicio una frecuencia civil alterna; creo que algunas satisfacciones la tienen ahora como señal de prueba, pero no hay suficientes satisfacciones para que sea realmente útil.

    • METRO dice:

      Entonces tengo una pregunta interesante: ¿podría hacerse DGPS con un solo receptor?

      Básicamente, si puede eliminar el error midiendo durante mucho tiempo y tiene un receptor GPS con acelerómetro, ¿podría averiguar cuándo estaba parado y usar las mediciones realizadas durante ese tiempo para calcular su precisión? ¿posición?

      Si esto es cierto, una vez que tenga su posición exacta, puede revisar los datos recopilados hasta ese punto (y hasta que se toque el acelerómetro) para construir una especie de base de datos del tiempo VS erróneo y otros factores (como cuál datos que utiliza)?

      Si puede hacer eso, entonces podría usar esta base de datos como una especie de "baliza de error fantasma" local que se puede utilizar para corregir cualquier medida realizada de cerca por el error registrado en la base de datos.

      Obviamente, esto solo funciona si el error sigue de manera confiable un patrón en relación con factores conocidos ... lo que hace que se pregunte por qué no existen ya las bases de datos de errores o las formas de calcularlos. (¿Hay algún elemento específico del receptor que sea difícil de calibrar?)

      Admito que este artículo es el primero que escuché sobre DGPS, por lo que no sé qué está causando realmente el error.

      • Christian Trapp dice:

        Buen pensamiento, pero uno de los principales factores que determina el tiempo de error de vuelo, que se manifiesta por soluciones incorrectas, es en realidad causado por cambios locales en el espesor y la composición de la ionosfera. Estos son óticos y muy impredecibles. También son de interés otros factores, como pequeñas variaciones en las órbitas del satélite provocadas por el viento solar o irregularidades en el campo magnético terrestre.

    • Usuario DGNSS dice:

      Hola,

      Hay todos los flujos de DGPS listos (DGNSS) denominación disponible NTRIP,
      Las correcciones las da RTCM (yo asumiría RTCM 3).

      Acerca de Android 7 u 8 Las mediciones de GPS / GNSS sin procesar están disponibles en Android

      Espero que eso ayude un poco

    • tz dice:

      Visite http://www.navspark.com.tw para ver los dispositivos de medición de fase reales baratos.
      Necesita una base y un teléfono celular (o dos).

      • Christian Trapp dice:

        ¡Se ven geniales, muchas gracias!

        • rumburack dice:

          Apoyo eso, el NavSpark-GL es hermoso.

          Estaba jugando con uno, ahora sin usar en algún lugar de mi olla de oro electrónico ...

    • Jim dice:

      http://www.rtklib.com/
      Solo un pensamiento. Había pensado en esto antes, pero no tenía tiempo para jugar.

    • Ian Mackereth dice:

      Había una multitud en Christchurch, Nueva Zelanda, que brindó este servicio cuando viví allí hace unos 15 años. Usé un Garmin eTrex amarillo básico conectado a una computadora portátil a través de un cable en serie que estaba conectado a mi teléfono celular a través de IRD, luego a Internet a través de GPRS (¡115 kbps!) Lo probé en un punto de inspección y lo encontré dentro de los 50 cm de manera bastante consistente. No he visto el servicio ofrecido en ningún otro lugar que no sean los costosos sistemas que utilizan canales de radio dedicados.

      También hay varios servicios que tomarán un archivo de datos NMEA almacenados durante al menos un día y lo procesarán contra su base de datos para brindarle una solución bastante precisa, especialmente la altitud.

    • psólico dice:

      Como se dijo antes, las mediciones sin procesar son necesarias y el uso de RTKLIB es una buena opción.
      Pero como veo en tu foto, cuida el medio ambiente. Estás en medio de edificios y la señal es molesta. Incluso con dispositivos profesionales, es posible que un agrimensor no tenga una buena precisión en las ciudades o que necesite tener su estación base en un edificio.

    • Corkey dice:

      Solíamos usar DGPS en un producto que vendíamos. No tengo experiencia personal, pero las hojas de datos que tenemos enumeran el modo de salida DGPS para el receptor, transmitiendo en el puerto serial secundario. Creo que esta característica todavía se encuentra en los receptores GPS modernos. Es posible que desee buscar los códigos AT.

      Lo siento, no tengo detalles, pero este es un proyecto que estaba muy atrasado, así que no puedo encontrar mis notas.

    • zorro dice:

      Entonces, ¿qué porcentaje de lectores aquí realmente quiere que esto funcione para poder construir su propia cizalla robótica de gas y dejarle saber realmente dónde está? 🙂 ????

      • Silverdreams dice:

        ummm, ¡es exactamente por eso que estoy leyendo los comentarios! sin embargo, en realidad, solo estoy tratando de determinar si podría usar esto para crear un sistema de coordenadas local usando una imagen de mapa de Google y un punto base ... No estoy tan preocupado por corregir la precisión como estoy determinando si el error. es mayormente constante después de que se ha obtenido una solución.

        • zorro dice:

          Sí, se necesita precisión. No tanta precisión. No necesito saber las coordenadas GPS hasta el décimo dígito. Solo necesito saber si algo que pueda construir podría cortar las margaritas o nevar el césped. La precisión de 1 cm sería suave, lo que permitiría una fertilización, riego, poda y corte precisos. (tal vez incluso la eliminación de césped basada en la detección de plantas que no se parecen a la hierba: diferencias en el espectro reflectante, floración que sabe, pero solo si la máquina puede navegar hacia adelante y hacia atrás para recargar y apagar las herramientas. La navegación es, creo, el el mayor obstáculo para una jardinería automatizada eficaz en el patio doméstico) 🙂

          • Stuart dice:

            Tener un sistema de coordenadas locales con alta precisión es una gran necesidad para la artesanía del bricolaje que nadie ha hecho a bajo precio. No necesito un sistema GPS de alta precisión (porque no necesito saber dónde estoy en el suelo), necesito saber dónde está algo en un área relativamente pequeña (como mi casa). Poder preguntarle a un asistente de voz “¿Dónde están mis llaves?” Y poder decirme algo sensato me haría (y probablemente al resto de la humanidad) muy feliz.

    • Capitán dice:

      El problema puede deberse a la falta de precisión en el uso de microcomputadoras. Por lo general, los números móviles solo son válidos hasta unos seis dígitos. El GPS envía nueve números locales, pero la computadora contiene solo los primeros seis y llena el resto con números aleatorios.

    • Ken N dice:

      Esta fue una gran lectura y muy interesante. ¡Este fracaso tiene éxito! ¡Gracias!

    • Tomás dice:

      Así es como lo haces:

      http://gnss-sdr.org/quick-start-guide/

      Aquí está el posicionamiento global multisistema GPS, DGPS, Galileo, GLONASS a través de GNSS-SDR y GNU Radio.

      Como hardware, incluso puede usar memorias USB RTL-SDR muy económicas, si están equipadas con un oscilador de cristal de lapso de tiempo (TXCO):

      http://gnss-sdr.org/docs/tutorials/gnss-sdr-operation-realtek-rtl2832u-usb-dongle-dvb-t-receiver/

      Sugiero todos los documentos anteriores del sitio web.

      Así es como se hace el diseño de software y sistemas y así es como se debe documentar toda la investigación financiada con fondos públicos.

    • Pedro dice:

      Las estaciones base agrícolas generalmente usan RTK (https://en.wikipedia.org/wiki/Real_Time_Kinematic) generalmente sobre UHF en bandas públicas (450/900, creo, dependiendo de la ubicación)

    • Jon dice:

      Echa un vistazo a la última versión de ublox zed-f9p. No es barato, ~ 200 dólares estadounidenses, pero ver más de 30 satélites, de cuatro sistemas diferentes (BDS / Compass, Glonass, GPS y Galileo), (con antena en el ático AMSL de 35 pies), la mayoría con transmisiones de doble banda es increíble.
      Tengo el tablero arduo pero hay modelos menos costosos.
      Creo que las transmisiones de doble banda realmente ayudarán con los cálculos de latencia ionosférica.
      Puedo ver que mi f9p puede ver transmisiones de banda dual de más de la mitad de todos los satélites. Los sistemas GPS y Galileo deben transmitir banda dual en todos los satélites para fines de 2020 o 2021 https://www.gps.gov/systems/gps/modernization/civilsignals/

      Incluso el anterior Ublox M8Q conectado a RPI (https://store.uputronics.com/index.php?route=product/product&product_id=81) (y otras versiones) con una antena en el ático me da 20-30 satélites (GPS, Galileo y Glonass)

      • Tim dice:

        Una de las cosas que falta en la publicación principal de Jon es que el nuevo módulo ZED-F9P (https://www.digikey.com/product-detail/en/u-blox-america-inc/ZED-F9P-00B -02 / 672-1212-1-ND / 9990023 - $ 200 cada uno) está preestablecido para el uso de RTCM.

        Tienen una nota de programa (https://portal.u-blox.com/s/question/0D52p00008a9BnrCAE/enabling-moving-baseline-on-zedf9p) para conectar en red los mensajes RTCM entre los receptores; básicamente, puede tener una estación fija transmitido por RF UART (baja latencia con alta FEC / ECC) conexión al explorador, luego puede hacer dos receptores y encadenar el bus RTCM entre maestro y esclavo, para obtener tanto el diferencial como la dirección corregidos (agregue un tercer "escáner" a la cadena diferencial para obtener una solución de orientación 3D completa: posición, altura, balanceo, tono, desviación, velocidad / vector).

        Para el módulo de tiempo (que me lleva a esta página del proyecto) ZED-F9T, uBlox anuncia un mejor rendimiento de estrés de tiempo si se ejecuta en un modo GPS diferente.

        Lo que supongo es que cuantos más receptores tenga en cada modo (base fija, base de itinerancia, vehículo), mejores serán los datos de posición generales; me imagino que la corrección RTK realizada en una estación base fija debería mejorar el levantamiento y un posterior la base de datos de corrección de la solución, luego, cuando se transmite a través del enlace de RF a una base de itinerancia y un vehículo esclavo hace su propia corrección, daría correcciones locales y regionales a los errores de la solución. Teóricamente, por supuesto ...

    • Mark Hancock dice:

      Encontré una tesis de maestría en Czek que trata los desafíos de implementar DGPS con mucho más detalle técnico. Ver https://dspace.cvut.cz/bitstream/handle/10467/68266/F6-DP-2016-Svaton-Martin-Thesis_signed.pdf

Miguel Vidal
Miguel Vidal

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